条件分岐（if文）

前回のまとめ

今日の目標

処理が実行される順番．

 

プログラム中の処理の数少しづつが増えてきました。（変数の宣言、入力、演算、出力。。。。）ここまでの作業でもう気づいていると思われますが、コンピューターがプログラムを実行する場合、プログラムに書かれている順序で処理が行われます。ですので、処理の配置を適切に行わないと、当然正しく動きませんので、ご注意ください。（例えば先ほどの円の面積を求めるプログラムで, printf() と scanf() の順序を変えたりしてもらうと、分かると思います。）

条件分岐（if 文, if-else 文）

ブロック文

　今日でてくる if 文や for, while 文ではブロック文と呼ばれるものが使われます．ブロック文とは、文を一まとめにしたもので、{　 } で囲まれています．

if 文, if-else 文

　プログラムを作成していると、条件によって処理を分岐させたい場合がよく出てきます．例えば、先ほどの確認問題（割り算）等です。（下のプログラムは解答例です。確認しつつファイル名をif-1.c としてエディターで打ち込んでください．）

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#include <stdio.h>

int main()
{
    /* 実数型の変数 a, b, c を用意する */
    double  a, b, c;

    /* 実数型変数 a に入力 */
    printf("実数 a を入力してください：");
   scanf("%lf", &a);

    /* 実数型変数 b に入力 */
    printf("実数 b を入力してください：");
   scanf("%lf", &b); 

    /* 実数型変数 c に a/b の結果を代入 */
    c = a/b;

    /* 変数 c の内容を画面に表示 */
    printf("a/b=%lf\n", c);
}

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　このプログラムを実行し、実数 a,b をそれぞれ入力すると、a/b の結果を画面に出力します．ところで、 b として 0 を入力するとどうなるでしょうか？やってみると分かりますが、なにかエラーが出ます．このように、実数型に限らず 0 で割ろうとすると実行時にエラーになる（コンパイルは成功する）ので、それを回避することを考えねばなりません．そこで、条件文が登場します．まずは、サンプルプログラムでみてみましょう．先の if-1.c を次のように変更してください（説明の為に色をつけていますが、色は無視してください）．

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#include <stdio.h>

int main()
{
    /* 実数型の変数 a, b, c を用意する */
    double  a, b, c;

    /* 実数型変数 a に入力 */
    printf("実数 a を入力してください：");
   scanf("%lf", &a);

    /* 実数型変数 b に入力 */
    printf("実数 b を入力してください：");
   scanf("%lf", &b); 


   /* b が 0 であるかによって分岐 */
   if (b == 0.0)
   {
     printf("0 での割り算はできません．\n");
   }

   else
   {
      /* 実数型変数 c に a/b の結果を代入 */
      c = a/b;

      /* 変数 c の内容を画面に表示 */
      printf("a/b=%lf\n", c);
   }
}

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　if (b == 0.0) からが条件文です．このプログラムでは、入力された b の値が 0 に等しければ青色の部分が実行され、それ以外の場合は赤色の部分が実行されます．

典型的な if-else 文

　if-else 文には重要なものとして次のような３つのパターンがあります．

パターン１

文０

if (条件)
{
    条件が真であれば実行するブロック文・・・・ブロック文１
}
else
{
    条件が偽であれば実行するブロック文・・・・ブロック文２
}

文３

　

パターン２

文０

if (条件)
{
    条件が真であれば実行するブロック文・・・・ブロック文１
}

文２

　

パターン１とパターン２の違いは else 文が有るか無いかの違いです．

より複雑なものとして、次のパターン３ (3N) があります。

　

パターン３

文０

if (条件１)
{
    条件が真であれば実行するブロック文・・・・ブロック文１
}
else if (条件２)
{
    条件１が偽かつ条件２が真であれば実行するブロック文・・・・ブロック文２
}
else
{
    条件１,2 どちらも偽であれば実行するブロック文・・・・ブロック文３
}

文４

　

パターン３N

文０

if (条件１)
{
    条件が真であれば実行するブロック文・・・・ブロック文１
}
else if (条件２)
{
    条件１が偽かつ条件２が真であれば実行するブロック文・・・・ブロック文２
}

　・
　・
　・

else if (条件N)
{
    条件１〜条件N-1が全て偽かつ条件Nが真であれば実行するブロック文・・・・ブロック文N
}
else
{
    条件１〜条件Nが全て偽であれば実行するブロック文・・・・ブロック文N+1
}

文N+2

フローチャートによる説明

　上記パターン１とパターン２をフローチャートで示すと次のようになります．

　

条件式

　if 文の条件の部分には条件式が入ります．条件式は関係演算子という演算子を使って記述します．関係演算子は２つの値の大小関係や等値関係を判定するものです．関係演算子には次のものがあります．

演算子

説明

記述例

記述の意味

>

大きい

if (a > 100)

a が 100より大なら

>=

大きいか等しい

if (a >= 100)

a が 100以上なら

<

小さい

if (a < 100)

a が 100より小なら

<=

小さいか等しい

if (a <= 100)

a が 100以下なら

==

等しい

if (a == 100)

a が 100なら

!=

等しくない

if (a != 100)

a が 100でないなら

等しいをあらわす条件式は == とイコール２つであることに注意してください．= とイコール１つの場合は変数への代入をあらわしていました（先週の内容）．if 文の条件を書く部分に誤って代入式を書いたとしても、文法的には間違っていないので、コンパイルが成功してしまいます（期待した動作はしませんが）．気をつけてください．

課題１

２つの実数 s, t を入力すると、その差の絶対値を表示するプログラムを作成せよ　(if 文を使うこと)．

課題２

整数 m が入力されると、それが奇数か偶数かを判定するプログラムを作成せよ．

（注：剰余を求める演算子 % を利用. これは整数型変数m, n に対し、m%n は m を n で割ったときの余りを与える．この演算子は整数型変数にのみ利用可能．）

課題３

　２つの実数 s, t を入力すると, s ＞ t, s = t, s ＜ t か判定して表示するプログラムを作成せよ．（If-else文のパターン３を参考）

課題４

　３つの実数, a, b, c を入力すると, x に関する２次方程式, ax2 + bx + c = 0 が実数解を持つか判定し, 表示するプログラムを作成せよ．

発展編

論理演算子をつかった込み入った条件式

　ときには、

「a>10」　かつ 「a<100」　なら
「a==100」 または 「a==200」 なら

といった、場合を扱いたいときがあります．このような「かつ」や「または」に相当する論理演算子を使うことで、より複雑な条件をあらわすことができます．

例えば、うるう年は

「４で割り切れ　かつ　１００で割り切れない年」
「４００で割り切れる年」

のどちらかに当てはまる年のことです．例えば入力された年（西暦）を上の条件に照らし合わせ、うるう年かどうかを判定するプログラムは次のようになります．if 文の中身に注意しつつ, ファイル名を if-2.c として打ち込んで, 実行してみてください. 途中でてくる % は剰余を与えるものでした（上述）．

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#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;

    printf("年=");
    scanf("%d", &n);

    if ((n%4 == 0) && (n%100 != 0))
    {
        printf("うるう年です\n");
    }

    if (n%400 == 0)
    {
        printf("うるう年です\n");
    }
}

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途中でてくる && が関係演算子で、「かつ」をあらわします．関係演算子には && のほかに次のようなものがあります．

演算子

説明

記述例

記述の意味

&&

論理積（かつ／and）

if (a == 3 && b == 4)

a が 3 かつ b が 4 なら

||

論理和（または／or）

if (a == 3 || b == 4)

a が 3 または b が 4 なら

!

否定（でない／not）

if (!(a == 3 && b == 4))

a が 3 かつ b が 4 、でないなら

　関係演算子 && は & が２つであることに注意してください（|| も同様）． & １つでも他の意味がありますので、コンパイルエラーにはなりません．しかし、期待した動作とはならないので注意が必要です．

　先の日本語でのうるう年の定義は

「４で割り切れ　かつ　１００で割り切れない年」　または　「４００で割り切れる年」

と書き直すことができます．つまり、先の２つの if 文を一つにまとめて次のように書くこともできます．

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#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;

    printf("年=");
    scanf("%d", &n);

    if (((n%4 == 0) && (n%100 != 0)) || (n%400 == 0))
    {
        printf("うるう年です\n");
    }

}

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課題５

　入力された整数が、3 の倍数か 7 の倍数であれば、その数値を表示するプログラムを作成せよ．（ || を使う。）

課題6

　"3 の倍数か 7 の倍数"である三桁の自然数の入力を促し、入力された数値が 条件を満たしているかどうか画面に出力するプログラムを作成せよ．(if文は１回しか使えないものとする）)

今日新しく学んだ事

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